CN101853761A

CN101853761A - 用于三极式场发射阴极的无机绝缘膜和聚酰亚胺复合膜

Info

Publication number: CN101853761A
Application number: CN 201010195264
Authority: CN
Inventors: 袁军林; 翁卫祥; 于光龙; 郭太良
Original assignee: Fuzhou University
Current assignee: Fuzhou University
Priority date: 2010-06-09
Filing date: 2010-06-09
Publication date: 2010-10-06
Anticipated expiration: 2030-06-09
Also published as: CN101853761B

Abstract

本发明提供一种有机无机叠层复合的绝缘膜的结构及其制备方法，用于场发射平板显示器。该方法所述复合绝缘膜由无机绝缘膜和聚酰亚胺膜叠加而成，沿着从场发射阴极基板到阳极的方向复合绝缘膜中无机绝缘膜和聚酰亚胺膜的排列方式为无机绝缘膜、聚酰亚胺膜、无机绝缘膜，或者为聚酰亚胺膜、无机绝缘膜。从场发射阴极到阳极方向上看，场发射阴极基板结构依次为玻璃基板、栅极、复合绝缘膜、场发射阴极，或者是玻璃基板、场发射阴极、复合绝缘膜、栅极。采用这种复合绝缘膜构建前栅或者后栅结构，能够以较廉价的方式获得大面积场发射平板显示器件上面阴极和栅极之间的可靠绝缘。

Description

用于三极式场发射阴极的无机绝缘膜和聚酰亚胺复合膜

技术领域

本发明提供一种有机无机叠层复合的绝缘膜的结构及其制备方法，用于场发射平板显示器。

背景技术

场发射平板显示器（FED）是一种新型的平板显示技术，兼具CRT和LCD的优点。FED的原理是在场发射的阴极附近施加强电场，使得场发射阴极能够发射出电子，电子被阳极电压加速后轰击阳极上面的荧光粉发光。把场发射阴极单元和相应的阳极单元构成平板式的阵列，就能够通过调控每个场发射阴极单元上的电场强度来控制场发射单元的电子发射流密度，从而实现阳极单元的亮度控制，并且实现图像和视频的显示。由于场发射阴极和阳极之间电压至少高达数百伏，因此很难运用常规的显示驱动芯片去调控阴极和阳极之间的电压差，造成图像显示质量的低下。为了降低FED显示的调控电压，往往需要在场发射阴极基板上附加栅极形成场发射阴极、栅极和阳极的三极式结构，通过场发射阴极和栅极之间一个相对较低的电压差（小于150V），来有效的调控场发射阴极附近的电场强度，大大降低驱动FED显示的难度和提高图像质量。根据场发射阴极、栅极和阳极之间的相对位置，可以分为前栅和后栅两种基本结构，前栅结构中栅极位于场发射阴极和阳极之间，后栅结构中场发射阴极位于栅极和阳极之间。

为了实现栅极对场发射阴极的电场调控作用，往往要求栅极和场发射阴极之间具有合适的距离，可能的距离在100nm到100微米之间。距离过大则调控作用不明显，距离过小则电容效应明显。然而最起码的要求是栅极和场发射阴极直接存在着良好的绝缘。绝缘膜必须具有良好的物理和化学稳定性，能够承受后续的光刻、刻蚀和场发射纳米材料转移工艺，以及FED显示器制作过程中的高温热处理（>400^oC）工艺。已经有多种材料和方法来制备栅极和场发射阴极之间的绝缘膜，包括TFT-LCD工艺中的PECVD技术，制备SiO2和Si3N4薄膜；阳极氧化法制备Al2O3和Ta2O5薄膜和丝网印刷无机介质厚膜等。然而，PECVD技术昂贵，阳极氧化法制备的薄膜厚度受到很大限制而且缺陷密度高，丝网印刷无机介质厚膜为了降低缺陷密度，厚度必须达到数十微米，电场调控作用不好。

聚酰亚胺是一种具有优良耐热性和绝缘性的有机聚合物，而且成膜性能非常好。其中联苯四酸二酐和4,4'-二氨基二苯醚亚胺化而成的联苯型聚酰亚胺热分解温度超过600^oC，击穿场强达1×10⁸～3×10⁸V/m，和SiO2相当。另外，其介电常数约3.4，能够减小栅极和阴极之间的电容效应，从而减小驱动信号的延迟。采用多种相对廉价的方法，包括真空气相沉积聚合方法，旋涂、丝网印刷、喷涂、辊涂等，都能在大面积基片上形成缺陷密度低的聚酰亚胺膜。然而，单层的聚酰亚胺膜不适合作为场发射阴极和栅极之间的绝缘层，包括如下困难：第一，玻璃表面存在的腐蚀层，导致聚酰亚胺和玻璃衬底之间的结合可靠性不好，可能会脱落；第二，聚酰亚胺具有吸水和被强碱溶解腐蚀的缺点，直接暴露在后续的湿法刻蚀液体中时会造成聚酰亚胺绝缘膜的破坏；第三，在场发射阴极和栅极之间强电场的作用下，聚酰亚胺容易遭受电晕的破坏。

发明内容

本发明提供了一种用于三极式场发射阴极的无机绝缘膜和聚酰亚胺复合绝缘膜，充分利用无机绝缘膜和承担绝缘作用的聚酰亚胺膜各自的优点，克服二者的缺点，实现三极式场发射阴极基板的大面积和廉价制备。

本发明的复合绝缘膜由无机绝缘膜和聚酰亚胺膜叠加而成，沿着从场发射阴极基板到阳极的方向复合绝缘膜中无机绝缘膜和聚酰亚胺膜的排列方式为无机绝缘膜、聚酰亚胺膜、无机绝缘膜，或者为聚酰亚胺膜、无机绝缘膜。

其中所述无机绝缘膜选用的材料为氧化硅、氮化硅、氧化铝、氮化铝、氧化钽、氧化钛、氧化锆、氧化钇、氧化铪、氧化铌、氧化镧、钛酸钡、钛酸锶、钛酸铅、锆钛酸铅、氟化镁、氟化铈、硫化锌中的一种或者多种材料；所述无机绝缘膜的厚度为10nm-1000nm；

所述聚酰亚胺膜的主体分子结构为：

，其中R为二酐单体的残基，R’为二胺单体的残基；所述聚酰亚胺膜的厚度为100nm-100mm；

所述复合膜位于三极式场发射阴极基板上电子发射阴极和调控电子发射的栅极之间。

所述聚酰亚胺膜的材料的热分解温度超过200^oC；优先选用的材料为3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐和4,4'-二氨基二苯醚亚胺化而成的联苯型聚酰亚胺，或均苯四甲酸二酐和4,4'-二氨基二苯醚亚胺化而成的均苯型聚酰亚胺；

所述的聚酰亚胺可以和无机物填料构成杂化复合材料，所述无机物填料为氧化硅、氧化铝、氧化钛、蒙脱土、氧化锆、氧化钇、氧化铈、氧化钽、钛酸钡、钛酸锶、钛酸铅和锆钛酸铅中的一种或多种。

所述无机绝缘膜的制备方法包括电子束蒸镀、离子束辅助电子束蒸镀、离子镀、磁控溅射、化学气相沉积、喷涂、丝网印刷和辊涂法；所述聚酰亚胺膜的制备方法包括二胺和二酐的真空气相沉积聚合，或者把二酐和二胺溶解在溶剂中形成聚酰胺酸溶液后用旋涂、辊涂、喷涂和丝网印刷方法然后再进行亚胺化处理的方法。

所述的无机绝缘膜的最佳厚度在100nm-500nm之间；聚酰亚胺膜的最佳厚度在1mm-10mm之间。

由上述复合绝缘膜构成的三极式场发射阴极基板，从场发射阴极到阳极方向上看，场发射阴极基板结构依次为玻璃基板、栅极、复合绝缘膜、场发射阴极，或者是玻璃基板、场发射阴极、复合绝缘膜、栅极。

由于新鲜制备的无机绝缘膜能够和聚酰亚胺膜具有良好的界面稳定性，对于湿法刻蚀中的强酸和强碱溶液具有良好的化学稳定性，能够一定程度上阻挡气体和水渗透进入聚酰亚胺有机层。此外，无机绝缘膜的耐电晕能力也比聚酰亚胺好。因此本发明中，充分利用无机绝缘膜和承担绝缘作用的聚酰亚胺膜各自的优点，克服二者的缺点，实现三极式场发射阴极基板的大面积和廉价制备。

此外，在聚酰亚胺绝缘膜中，主体是耐热性好、绝缘性好的聚酰亚胺高分子聚合物，还可以进行杂化、掺杂和高分子链的化学修饰，来增强多方面的性能，包括：和无机绝缘膜的界面稳定性、热稳定性、耐电晕能力等方面。例如，可以通过化学方法把氧化硅、氧化铝和氧化钛等纳米颗粒和聚酰亚胺进行均相杂化，从而提高其热稳定性和耐电晕老化性能。

已经有多种公开和成熟的方法制备无机绝缘膜和聚酰亚胺膜。对于无机绝缘膜，可以采用PECVD，磁控管溅射、电子束蒸镀、离子辅助电子束蒸镀、离子束溅射等方式；而聚酰亚胺膜可以气相沉积聚合方法，或者化学方法制备，后者的操作基本流程是把作为原料的二酐、二胺和相关的添加物溶解在强极性的有机溶剂（例如N,N-二甲基乙酰胺，N,N-二甲基甲酰胺和N-甲基吡咯烷酮）中形成均一的聚酰胺酸溶液，然后采用旋涂、喷涂、辊涂、丝网印刷方式在大面积基片上形成均匀的膜层，最后进行亚胺化热处理，获得完全亚胺化的聚酰亚胺膜层。无机绝缘膜和聚酰亚胺膜层制备方法和流程的结合，能够以相对廉价的方式在大面积玻璃衬底上获得热稳定性好、结合牢固、绝缘性好，而且能够和后续的湿法刻蚀、阴极纳米材料转移和封接热处理过程完全兼容的绝缘膜。

基于这种复合绝缘膜构建三极式场发射阴极基板，按照场发射阴极、栅极、阳极之间相对位置的不同，可以分为后栅结构（场发射阴极在栅极和阳极之间，如图1和图2所示）和前栅结构（栅极在场发射阴极和阳极之间，如图3和图4所示）。依据采用的玻璃基板的清洁技术和清洁程度的不同，以及聚酰亚胺膜和玻璃衬底之间的结合能力不同，聚酰亚胺和衬底之间的无机绝缘膜可以保留（图1和图3）或者去除（图2和图4）。然而聚酰亚胺之上的无机绝缘层，承担着阻止水和化学试剂进入、腐蚀聚酰亚胺的作用，因此是必须存在的。

本发明的显著优点是：

第一，缺陷密度远低于采用常规蒸发蒸镀和磁控溅射制备的无机绝缘薄膜，因此适合大面积衬底上面的绝缘膜制备；

第二，绝缘性能好，击穿场强达到1~2×10⁸V/m，绝缘性能和聚酰亚胺以及无机绝缘膜相当，而且电击穿点具有自愈的特性，避免了因为一点的电击穿导致系统的短路；

第三，热稳定性好，如果采用耐热性最好的联苯型聚酰亚胺，可以承受高达500^oC的热处理温度而不会发生聚酰亚胺的分解以及绝缘性能的劣化；

第四，复合膜的附着力好，优于传统的单层聚酰亚胺膜；

第五，复合膜的化学稳定性好，受表面层无机膜的保护，强酸、强碱和有机溶剂对聚酰亚胺有机膜的化学破坏作用大大减少，使得这种复合膜能够和光刻及湿法刻蚀工艺兼容；

第六，复合膜的物理稳定性好，上下两层无机绝缘膜减少了聚酰亚胺膜受到电晕的破坏。

附图说明

图1复合绝缘膜及其后栅型三极式场发射阴极基板结构示意图。其中1是玻璃基板，2是栅极电极，3为上下两层无机绝缘膜，4为聚酰亚胺膜，5为场发射阴极，6为场发射阴极上面的电子发射材料；

图2简化的复合绝缘膜及其后栅型三极式场发射阴极基板结构示意图。其中7是玻璃基板，8是栅极电极，9为聚酰亚胺膜，10为上层无机绝缘膜，11为场发射阴极，12为场发射阴极上面的电子发射材料；

图3复合绝缘膜及其具有开口结构的前栅型三极式场发射阴极基板结构示意图。其中13是玻璃基板，14是场发射阴极电极，15为上下两层无机绝缘膜，16为聚酰亚胺膜，17为栅极电极，18为场发射阴极上面的电子发射材料；

图4简化的复合绝缘膜及其具有开口结构的前栅型三极式场发射阴极基板结构示意图。其中19是玻璃基板，20是场发射阴极电极，21为聚酰亚胺膜，22为上两层无机绝缘膜，23为栅极电极，24为场发射阴极上面的电子发射材料；

图5一个典型的复合绝缘膜耐压特性测试图。其中栅极材料和阴极材料为NiCr合金，电极交叉面积为720微米×720微米，聚酰亚胺为3mm厚的联苯类型的BPDA-ODA类型，上层无机绝缘层为100纳米Si3N4；在多个交叉像素点的栅极和阴极之间加上偏压测试得到的漏电流密度曲线。

具体实施方式

以下对本发明的实施例作进一步的阐述。

实施例1

以清洁的平板玻璃为基板，采用磁控溅射、光刻和湿法刻蚀工艺制备金属栅极，材料为Cr。然后采用反应磁控溅射，利用Ar和O2的混合气体进行溅射，沉积厚度约100nm厚的SiO2层。利用纯度为99.99%的联苯四酸二酐和4,4'-二氨基二苯醚作为聚酰亚胺的二酐和二胺单体，溶解在无水N,N-二甲基甲酰胺溶剂中形成固含量为5%的聚酰胺酸溶液。聚酰胺酸溶液旋涂在SiO2层上面，80^oC烘2小时，然后分别在120^oC、160^oC、200^oC、260^oC、300^oC热处理30分钟，然后升温至350^oC、400^oC和450^oC各保温10分钟，最后自然冷却降温取出，完成亚胺化处理，聚酰亚胺膜的厚度为3mm。在聚酰亚胺薄膜上面，再采用反应磁控溅射方法制备200nm厚度的SiO2膜，然后沉积Cr阴极电极金属薄膜。采用光刻和湿法刻蚀工艺，制备所需要的阴极电极图案后，即可得到采用了上下两层SiO2和联苯型聚酰亚胺膜的复合绝缘膜的后栅结构场发射阴极基板。在场发射阴极上面转移了阴极发射材料后，与阳极荧光屏封接在一起，构成场发射显示器件。

场发射阴极基板能够承受450^oC1小时的热处理而不会导致SiO₂、聚酰亚胺和金属电极之间的脱层；也能够承受上层电极在光刻、湿法刻蚀过程中有机溶剂、水、强酸和强碱的侵蚀，不会造成各膜层界面上的脱层现象。在栅极上加正偏压，测试得到的单点漏电流密度和偏压之间的变化曲线如图5所示。加偏压之前，没有出现短路点。偏压增加到340~400V之间时，复合绝缘膜的薄弱点被击穿破坏，然而不会造成像素点的漏电流剧增，利于大面积显示器件的系统稳定。

实施例2

以清洁的平板玻璃为基板，采用磁控溅射、光刻和湿法刻蚀工艺制备金属栅极，材料为Cr。然后采用反应磁控溅射，利用Ar和N2的混合气体进行溅射，沉积厚度约100nm厚的Si3N4层。利用纯度为99.99%的联苯四酸二酐和4,4'-二氨基二苯醚作为聚酰亚胺的二酐和二胺单体，溶解在无水N,N-二甲基甲酰胺溶剂中形成固含量为5%的聚酰胺酸溶液。聚酰胺酸溶液旋涂在Si3N4层上面，80^oC烘2小时，然后分别在120^oC、160^oC、200^oC、260^oC、300^oC热处理30分钟，然后升温至350^oC、400^oC和450^oC各保温10分钟，最后自然冷却降温取出，完成亚胺化处理，聚酰亚胺膜的厚度为3mm。在聚酰亚胺薄膜上面，再采用反应磁控溅射方法制备200nm厚度的Si3N4膜，然后沉积Cr阴极电极金属薄膜。采用光刻和湿法刻蚀工艺，制备所需要的阴极电极图案后，即可得到采用了上下两层Si3N4和联苯型聚酰亚胺膜的复合绝缘膜的后栅结构场发射阴极基板。在场发射阴极上面转移了阴极发射材料后，与阳极荧光屏封接在一起，构成场发射显示器件。

场发射阴极基板能够承受450^oC1小时的热处理而不会导致Si3N4、聚酰亚胺和金属电极之间的脱层；也能够承受上层电极在光刻、湿法刻蚀过程中有机溶剂、水、强酸和强碱的侵蚀，不会造成各膜层界面上的脱层现象。

实施例3

以清洁的平板玻璃为基板，采用磁控溅射、光刻和湿法刻蚀工艺制备栅电极，材料为Cr。利用纯度为99.99%的联苯四酸二酐和4,4'-二氨基二苯醚作为聚酰亚胺的二酐和二胺单体，溶解在无水N,N-二甲基甲酰胺溶剂中形成固含量为5%的聚酰胺酸溶液。聚酰胺酸溶液喷涂在玻璃衬底上面，80^oC烘2小时，然后分别在120^oC、160^oC、200^oC、260^oC、300^oC热处理30分钟，然后升温至350^oC、400^oC和450^oC各保温10分钟，最后自然冷却降温取出，完成亚胺化处理，聚酰亚胺膜的厚度为4mm。在聚酰亚胺薄膜上面，再采用反应磁控溅射方法制备200nm厚度的SiO2膜，然后沉积Cr阴极电极金属薄膜。采用光刻和湿法刻蚀工艺，制备所需要的阴极电极图案后，即可得到采用了上层SiO2和联苯型聚酰亚胺膜的复合绝缘膜的后栅结构场发射阴极基板。在场发射阴极上面转移了阴极发射材料后，与阳极荧光屏封接在一起，构成场发射显示器件。

场发射阴极基板能够承受450^oC1小时的热处理而不会导致SiO₂、聚酰亚胺和金属电极之间的脱层；也能够承受上层电极在光刻、湿法刻蚀过程中有机溶剂、水、强酸和强碱的侵蚀，不会造成各膜层界面上的脱层现象。

实施例4

以清洁的平板玻璃为基板，采用磁控溅射、光刻和湿法刻蚀工艺制备栅电极，材料为Al，然后在制备了Al薄膜电极的玻璃基片上面沉积厚度为50nm的TiO2薄膜，薄膜沉积的方法是中频磁控反应溅射，Ar和O2的流量比例为1:1。利用纯度为99.99%的联苯四酸二酐和4,4'-二氨基二苯醚作为聚酰亚胺的二酐和二胺单体，溶解在无水N,N-二甲基乙酰胺溶剂中形成固含量为5%的聚酰胺酸溶液。聚酰胺酸溶液喷涂在刚刚沉积的TiO2上，80^oC烘2小时，然后分别在120^oC、160^oC、200^oC和260^oC热处理30分钟。接下来再在聚酰亚胺薄膜上面采用中频反应磁控溅射方法沉积一层100nm厚的TiO2薄膜，其工艺参数和前面沉积的TiO2层工艺参数相同。所获得的复合薄膜再在300^oC热处理30分钟，最后自然冷却降温取出。TiO2-聚酰亚胺-TiO2复合绝缘膜的总厚度为4mm。在复合绝缘膜上面，再磁控溅射沉积Cr阴极电极金属薄膜。采用光刻和湿法刻蚀工艺，制备所需要的阴极电极图案后，即可得到采用了上层和下层TiO2和联苯型聚酰亚胺膜的复合绝缘膜的后栅结构场发射阴极基板。在场发射阴极上面转移了阴极发射材料后，与阳极荧光屏封接在一起，构成场发射显示器件。

场发射阴极基板能够承受450^oC1小时的热处理而不会导致TiO₂、聚酰亚胺和金属电极之间的脱层；也能够承受上层电极在光刻、湿法刻蚀过程中有机溶剂、水、强酸和强碱的侵蚀，不会造成各膜层界面上的脱层现象。

实施例5

首先制备聚酰亚胺和氧化硅杂化材料的前躯体溶液。将正硅酸乙酯（TEOS）、无水乙醇、去离子水按照体积比1:1:1的比例混合，滴入盐酸调节其pH值为4-5之间，室温之下搅拌1小时获得透明的SiO2溶胶。同时，利用纯度为99.99%的联苯四酸二酐和4,4'-二氨基二苯醚作为聚酰亚胺的二酐和二胺单体，溶解在无水N,N-二甲基乙酰胺溶剂中形成固含量为5%的聚酰胺酸溶液。SiO2溶胶和聚酰胺酸溶液按照所需比例进行均匀混合形成杂化聚酰亚胺膜的前躯体溶液，使得最后形成的混合物在热处理形成聚酰亚胺之后其中SiO2的重量百分比从0.1%到20%的范围内可以变化。

然后，以清洁的平板玻璃为基板，采用磁控溅射、光刻和湿法刻蚀工艺制备栅电极，材料为AlNb合金，然后在制备了AlNb薄膜电极的玻璃基片上面沉积厚度为100nm的SiO2薄膜，薄膜沉积的方法是中频磁控反应溅射，以p型多晶硅为溅射靶材，Ar和O2的流量比例为1:1。利用已经配制完成的杂化聚酰亚胺前躯体溶液喷涂在刚刚沉积的SiO2上，80^oC烘2小时，然后分别在120^oC、160^oC、200^oC和260^oC热处理30分钟。接下来再在聚酰亚胺薄膜上面采用中频反应磁控溅射方法沉积一层200nm厚的SiO2薄膜，其工艺参数和前面沉积的SiO2层工艺参数相同。所获得的复合薄膜再在300^oC热处理30分钟，最后自然冷却降温取出。SiO2-聚酰亚胺-SiO2复合绝缘膜的总厚度为4mm。在复合绝缘膜上面，再磁控溅射沉积AlNb阴极电极金属薄膜。采用光刻和湿法刻蚀工艺，制备所需要的阴极电极图案后，即可得到采用了上下两层层SiO2和SiO2杂化联苯型聚酰亚胺膜的复合绝缘膜的后栅结构场发射阴极基板。在场发射阴极上面转移了阴极发射材料后，与阳极荧光屏封接在一起，构成场发射显示器件。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明的，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书的申请专利范围所界定者为准。

Claims

1.一种由无机绝缘膜和聚酰亚胺绝缘膜构成的复合绝缘膜，其特征在于：所述复合绝缘膜由无机绝缘膜和聚酰亚胺膜叠加而成，沿着从场发射阴极基板到阳极的方向复合绝缘膜中无机绝缘膜和聚酰亚胺膜的排列方式为无机绝缘膜、聚酰亚胺膜、无机绝缘膜，或者为聚酰亚胺膜、无机绝缘膜。

2.根据权利要求1所述的由无机绝缘膜和聚酰亚胺绝缘膜构成的复合绝缘膜，其特征在于：所述无机绝缘膜选用的材料为氧化硅、氮化硅、氧化铝、氮化铝、氧化钽、氧化钛、氧化锆、氧化钇、氧化铪、氧化铌、氧化镧、钛酸钡、钛酸锶、钛酸铅、锆钛酸铅、氟化镁、氟化铈、硫化锌中的一种或者多种材料；所述无机绝缘膜的厚度为10nm-1000nm。

3.根据权利要求1所述的由无机绝缘膜和聚酰亚胺绝缘膜构成的复合绝缘膜，其特征在于：所述聚酰亚胺膜的主体分子结构为：

，其中R为二酐单体的残基，R’为二胺单体的残基；所述聚酰亚胺膜的厚度为100nm-100mm。

4.根据权利要求1所述的由无机绝缘膜和聚酰亚胺绝缘膜构成的复合绝缘膜，其特征在于：所述复合膜位于三极式场发射阴极基板上电子发射阴极和调控电子发射的栅极之间。

5.根据权利要求1或3所述的由无机绝缘膜和聚酰亚胺绝缘膜构成复合绝缘膜，其特征在于：所述聚酰亚胺膜的材料的热分解温度超过200^oC；优先选用的材料为3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐和4,4'-二氨基二苯醚亚胺化而成的联苯型聚酰亚胺，或均苯四甲酸二酐和4,4'-二氨基二苯醚亚胺化而成的均苯型聚酰亚胺。

6.根据权利要求5所述的由无机绝缘膜和聚酰亚胺绝缘膜构成复合绝缘膜，其特征在于：所述的聚酰亚胺可以和无机物填料构成杂化复合材料，所述无机物填料为氧化硅、氧化铝、氧化钛、蒙脱土、氧化锆、氧化钇、氧化铈、氧化钽、钛酸钡、钛酸锶、钛酸铅和锆钛酸铅中的一种或多种。

7.根据权利要求1的由无机绝缘膜和聚酰亚胺绝缘膜构成的复合绝缘膜，其特征在于：所述无机绝缘膜的制备方法包括电子束蒸镀、离子束辅助电子束蒸镀、离子镀、磁控溅射、化学气相沉积、喷涂、丝网印刷和辊涂法；所述聚酰亚胺膜的制备方法包括二胺和二酐的真空气相沉积聚合，或者把二酐和二胺溶解在溶剂中形成聚酰胺酸溶液后用旋涂、辊涂、喷涂和丝网印刷方法然后再进行亚胺化处理的方法。

8.根据权利要求1所述的由无机绝缘膜和聚酰亚胺绝缘膜构成的复合绝缘膜，其特征在于：所述的无机绝缘膜的最佳厚度在100nm-500nm之间；聚酰亚胺膜的最佳厚度在1mm-10mm之间。

9.一种由权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的复合绝缘膜构成的三极式场发射阴极基板，其特征在于：从场发射阴极到阳极方向上看，场发射阴极基板结构依次为玻璃基板、栅极、复合绝缘膜、场发射阴极，或者是玻璃基板、场发射阴极、复合绝缘膜、栅极。